铜仁某炸药库综合防雷击设计方案科比特防雷.docx
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铜仁某炸药库综合防雷击设计方案科比特防雷
铜仁某炸药库
综合防雷设计方案
设计单位：
湖南普天科比特防雷技术有限公司
联系人：
刘云云
日期：
2013年7月20日
现场情况报告
基本情况：
该炸药库内共有二个库房，一个雷管库，一个炸药库，炸药库的长*宽*高为5*3*2.8m，雷管库的长*宽*高为3*3*2.8m，两库之间的间距为12米，库房中间是一块空地。
因土质表层为回填土，现估算该地土壤电阻率为300Ω·m。
针对上述情况，该库雷击安全隐患十分严重，外加炸药库为第一类防雷建筑物，且位于郊区，雷击风险增加，鉴于此，做好炸药库的防直击雷工作不容小视。
前言
雷电是一种自然现象。
随着微电子、计算机技术的迅速发展，以集成电路为核心的各种测控及网络通讯系统已广泛应用于现代生活的各个领域。
这类设备对过电压、过电流、电磁脉冲等外来干扰极其敏感且耐受能力极低。
通过对雷电的能量波谱分析可知，雷电波能量主要集中在低频段，极易与工频（50HZ）的供电线路形成耦合，造成雷电波的侵入；加之机房内的计算机设备采用了大量的微电子技术，由于微电子设备的特殊性，其速度快、精度高，但抗干扰能力差，极易毁坏。
而雷电电磁脉冲是一种强电磁干扰源，以不同的途径侵入电子设备内部，轻则干扰设备的正常运行，造成数据失真；重则使电子设备局部损坏或整机报废。
一、雷电的防护原理
在低压供电系统、测量和控制系统、计算机网络，有许多因素可引起过电压浪涌。
下面所述的四种造成的危害最大。
直击雷：
如果雷电直接对有外部防雷装置的建筑物或者直接打到建筑物顶部的可以通过某种途径传输雷电流入地的装置放电（如室外天线，卫星接收装置等），使得地电位抬升，一大部分雷电流通过保护接地线进入到建筑物的装置和连接的设备。
雷电也可能直接对电源线（低压架空线）或数据线放电，大部分高能雷电流被引入到建筑物里。
附近的雷击：
一是，即使建筑物本身没有遭到雷击，附近的雷电闪击也可能引起建筑物装置上的过电压。
这个浪涌过电压直接或通过电感性或电容性耦合到达电子装置、设备的线路上。
或者通过雷电放电通道散发出的磁场，在设备的线路上感应出过电压，建筑物内的长导线回路特别容易感应出过电压。
容性耦合是通过具有高电位差的两点之间的电场产生的，例如在雷电放电通道和金属导线之间。
附近的雷击----雷击电磁脉冲辐射
二是，雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面，导致地电压升高，并在周围形成巨大的跨步电压。
部分雷电流可能通过大地传送到接地系统从而入侵建筑物内部设备形成地电位反击。
或者其它防雷装置在对地泄放防雷流时引起接地装置的电位升高，并沿接地系统入侵建筑物内部设备形成地电位反击。
附近的雷击----地电位反击
远处的雷击：
一是在几公里甚至几十公里的范围内，雷电击中电力或信息通讯线路，然后沿着传输线路侵入设备。
二是在几公里的范围内的雷电闪击，也可能在低压导线、数据线上感应过电压，该过电压也可能将高电压传导到建筑物的接地装置上，从而对电子设备造成极大的危害。
甚至云层之间或云层内部的放电产生的瞬变电磁场也能耦合过电压到导线中。
远处的雷击----传导雷
开关浪涌：
开关浪涌来自电路的闭合、断开的转换操作，来自感性和容性负载的开关操作，也来自短路电流的阻断。
特别地，大型用电系统或变压器的断开可能引起对邻近的电子设备的损坏。
雷电的破坏力主要表现为：
1产生电效应、热效应和机械力破坏。
2由于雷电引发的电荷分布不均匀，通过静电感应而产生的局部过压使电子设备损坏。
3由于雷电流形成的电磁场变化，通过电磁感应使周围导体产生过压。
4雷击使微电子设备地电位升，导致高电位地反击。
二、雷击的防护
对雷电防护，概括的讲就是在良好接地前提下，通过安装合适的过电压（流）保护器预防雷电感应，利用性能良好的避雷针（网、带）预防直接雷击。
防雷系统应包括三个方面：
直接雷击的防护、感应雷击的防护和良好的接地系统，缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。
A、直接雷击的防护：
直接雷击的防护应采用避雷针或避雷带。
按照滚球法计算被保护物应在接闪器的保护范围内，一、二类建筑物防直击雷装置接地冲击电阻不大于10Ω，三类建筑物防直击雷装置接地冲击电阻不大于30Ω，。
避雷装置包括：
接闪器、引下线和接地装置。
B、感应雷击的防护：
感应雷击防护应主要从线路防护考虑。
机房电源进线·处应加装电源避雷器，机房信号进线处应加装信号避雷器。
建筑物防雷电感应的工频接地电阻不大于10Ω。
计算机场地的安全保护接地应不大于4Ω。
设计方案
一、设计依据
1.GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
2.国际电工委员会IEC60364-5-534《建筑物的电气设施规范》
3.GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
4.JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
5.GB50050-95《供配电系统设计规范》
6IEC61024-1-1《建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择》
7.IEC6063《SPD电源防雷器》
8.GB50054-95《低压配电设计规范》
9.IEC61643《接至低压配电系统的瞬态电涌保护器》
二、方案组成
本方案包括两大部分：
第一部分：
炸药库各库房的直击雷防护，其目的是保护库房不被直击雷击到，保障工作人员的安全。
第二部分：
防雷地网的制作，地网是避雷针、避雷带、避雷器、等电位连接、屏蔽等设施有效发挥作用的保障。
三、方案达到的目的
保障库房的人员安全。
四、方案的具体内容
1．直击雷防护
A．防雷措施
按照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》要求，对炸药库进行防直击雷防护。
即在库房合适的位置安装避雷针作为接闪器，并且有独立的接地地网。
a.接闪器
按照GB50057《建筑物防雷设计规范》（2010版）第3.4.1条 第一类防雷建筑物防直击雷的措施，采用避雷针作为接闪器对该建筑物做防直击雷保护，滚球半径为30米，（第二类45米、第三类60米）具体设计如下：
根据现场情况，在炸药库及雷管库之间合适的位置安装1支独立避雷针（安装位置及保护范围见图一），避雷针高度的具体计算如下：
式中：
滚球半径30m；
被保护高度2.8m；
避雷针在屋面的最小保护半径9.2m；
h避雷针的高度
得出避雷针最小高度为9.45m，根据设计需要避雷针高度应满足要求得:
h针高取11m，11m高的避雷针在2.8m高度的保护半径为10.56m。
避雷针采用Φ89*δ3.0*6000的钢管、Φ60*δ3.5*3000的钢管、Φ22**2000的圆钢，圆钢的一端打尖。
钢管与钢管之间采用法兰盘连接。
避雷针基础：
避雷针基础采用钢筋混凝土制作，采用地脚螺栓将避雷针底板固定。
避雷针基础型号长*宽*深为0.6*0.6*1.0m。
b.引下线
以独立避雷针的金属支撑柱为引下线。
c.接地装置
因炸药库为第一类防雷建筑物，防直击雷独立地网的接地电阻值不大于10欧姆。
单个地网具体设计如下：
水平接地体采用36米40*4的扁钢，垂直接地体采用12根40*4*1500的热镀锌角钢，连接方式为电焊连接，新建地网的接地电阻不大于10欧姆。
1．水平接地体的接地电阻计算如下：
式中：
──原地层的电阻率300Ω·m
──水平接地体长度36m
d──地沟宽度0.3m
──接地体埋深0.5m
K──土壤利用系数，取1
计算得出：
水平接地体的接地电阻测量值为Rs=15.62Ω
2．垂直接地体采用40*4*1500的热镀锌角钢
1）单根垂直接地体的接地电阻按下式计算:
式中：
──原地层的电阻率300Ω·m
──垂直接地体长度1.5m
──垂直接地体等效直径,0.0336m
2）12根垂直接地体并联电阻值：
式中：
为单根垂直接地体的电阻值165.13Ω
n为接地体的根数取12根
η为多根接地体共用时的利用系数取0.95
3.水平接地体，垂直接地体构成的整个地网的工频接地电阻：
计算公式如下
=7.52Ω＜10Ω能满足接地电阻设计要求.
Rs：
水平接地体的接地电阻
:
垂直接地体的接地电阻
直击雷施工需按照设计施工图来施工，施工工艺符合D501-1-4《防雷接地与安装》来施工。
防直击雷所用材料
服务与承诺
1、本公司保证所提供的产品符合国家有关防雷产品的法规和标准。
2．本公司防雷工程中所使用的产品实行一年内免费更换，五年内免费维修，终身维护。
3．我公司承包的防雷工程中所使用的产品，保修期的起始日期为产品安装之日。
4．保修期内对符合保修条件的产品，不收取备件费和工时费；对不符合保修条件的产品，收取备件费，免收工时费。
5．凡本公司施工的防雷工程，保证防雷系统及被保护系统的安全有效运行，如防雷系统出现故障，自接到通知之时起，省外48小时派员赶到现场处理，省内24小时派员赶到现场处理，市内4小时派员赶到现场处理。
6．公司对各用户实行免费提供防雷技术人员培训，免费提供防雷技术咨询。
7．本公司所使用的产品均由中国人民保险公司质量承保。
8．本《服务与承诺》解释权归湖南普天科比特防雷技术有限公司。
湖南普天科比特防雷技术有限公司
设
计
图
避雷针及地网设计施工图
1.避雷针安装位置及保护范围图
2.避雷针设计施工图
3.地网设计施工图
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